计算机组成原理期末考试试题及答案(5)

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采用应答方式通信,具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系;全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。

2.（6分,每写出一种给1分,最多６分)

答:外围设备要通过接口与ＣPU 相连的原因主要有：

（1)一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号(地址),通过接口可实现对设备的选择。 (２）Ｉ/O 设备种类繁多，速度不一,与 ＣP Ｕ速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。

（3)Ｉ/O 设备可能串行传送数据，而CP Ｕ一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。 (４）Ｉ/O 设备的入/出电平可能与CPU 的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。 (5）CP Ｕ启动I/O 设备工作，要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令。 (６）I ／O 设备需将其工作状况（“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等）及时报告CP Ｕ,通过接口可监视设备的工作状态,并保存状态信息,供CPU 查询。

可见归纳起来,接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换)。 4.（5分）答：

（1） 根据IR 和MDR 均为１６位，且采用单字长指令,得出指令字长16位。根据1０5种操作,取操作码７位。因允许直接寻址和间接寻址，且有变址寄存器和基址寄存器，因此取2位寻址特征，能反映四种寻址方式。最后得指令格式为:

7 2 7

其中 ＯＰ 操作码，可完成105种操作;

Ｍ 寻址特征,可反映四种寻址方

式；

AD 形式地址。

这种格式指令可直接寻址2７

= 1２8,一次间址的寻址范围是216

= 65５3６。

（2） 双字长指令格式如下:

7 ２ 7

其中 OP 、M 的含义同上;

AD 1∥AD 2为23位形式地址。

这种格式指令可直接寻址的范围为2２3

= ８

Ｍ。

（3） 容量为8M Ｂ的存储器，MDR 为16位，即对应4Ｍ×16位的存储器。可采用双字长指令,直接访问4M 存储空间，此时MAR 取22位;也可采用单字长指令,但R X 和R B 取22位,用变址或基址寻址访问4M 存储空间。 六、 (共15分)问答题 1.（８分）答:

(1）由于 (P Ｃ) + １→PＣ需由ALU 完成，因此ＰC 的值可作为ALU 的一个源操作数，靠控制ALU 做+1运算得到 (PC) + 1,结果送至与A ＬU 输出端相连的Ｒ2，然后再送至P Ｃ。

此题的关键是要考虑总线冲突的问题，故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：

T ０ PC→MAR ,1→R

T 1 M （ＭAR)→ＭD Ｒ，(ＰC) ＋ 1→R ２ T ２ MDR→IＲ，OP(IR)→微操作命令形成部件 T 3 R 2→PC

(2）立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：

T 0 Ad(ＩR)→Ｒ１ ;立即数→R 1 Ｔ1 （R 1） ＋ (ACC)→R 2 ；ACC

通过总线送ALU

T ２ R ２→ACC ；结果

→ACC

2.(7分)答：DM Ａ接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA 控制逻辑等组成。在数据交换过程中,DMA 接口的功能有：（1)向ＣPU 提出总线请求信

号;(2）当CPU 发出总线响应信号后，接管对总线的控制;（3）向存储器发地址信号（并能自动修改地址指针）;（4)向存储器发读/写等控制信号,进